電子發(fā)燒友網(wǎng)訊：你可以把電子電動機的世界劃分為兩個不同的類別——直流和交流，它們控制著速度、轉(zhuǎn)矩、方向和產(chǎn)生一定馬力。一個AC變頻電機控制AC感應(yīng)電動機，和相應(yīng)的DC變頻電機一樣，控制速度，轉(zhuǎn)矩和馬力。通常情況下一個DC變頻電機就控制一個并聯(lián)的場電路和動鐵芯分開的直流電動機。這會掀翻施耐德電氣的Altivar12變頻器對這類變頻器的關(guān)鍵性能的詳細定義。

風(fēng)扇、排風(fēng)機、壓縮機和水泵等轉(zhuǎn)動設(shè)備消耗掉超過三分之一的美國自產(chǎn)電能。這些設(shè)備或許應(yīng)用變頻器技術(shù)，通過這些技術(shù)，電動速度自調(diào)整以適應(yīng)負載要求，在提高生產(chǎn)率和降低能耗方面有明顯功用。例如，調(diào)低風(fēng)扇和水泵15%到20%的速度可以使其軸功率降低30%。

適當(dāng)?shù)淖冾l器應(yīng)用是可承擔(dān)的、可信賴的和靈活的。它能夠通過減少電能消耗而節(jié)省開支。電動變頻器透過脈沖寬度調(diào)制來改變感應(yīng)電動機的電壓和頻率。這些變頻器利用絕緣柵門極晶體管將固定頻率的ac電源電壓改變?yōu)榭烧{(diào)頻率、可調(diào)電壓的ac電源為馬達供電，同時也可在10%到200%間調(diào)整感應(yīng)電動機的速度，甚至可以在更大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。這些變頻器同樣能夠調(diào)整與輸出頻率相對稱的輸出電壓以提供一個相對穩(wěn)定比率的電壓、頻率比，這樣的話可以產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩。

Altivar12手冊建議你移除B型和C型支架入口保護的通氣孔蓋，因為IP20的保護是足夠的，但我們要將其保留在A類型支架的外殼上（圖一）。ANSI/IEC 60529-2004將這些描述為外圍設(shè)備提供的防護等級。這是一個把防護等級分類的系統(tǒng)，專為那些進入危險部分工作操作者和對那些會被固體外物和水破壞的設(shè)備而準備的。A型支架在通氣孔蓋放在適當(dāng)位置的前提下，允許每邊多于50mm的可用空間，B類型支架允許不帶通氣孔蓋的變頻器的并排安裝（參考一）。C類型支架除了拿去了通氣孔蓋以外，其他和A類型的基本一致。

第一步是將AC供電電壓通過整流電流裝換為DC供電。DC電源包含經(jīng)濾波電容處理過的脈動電壓（圖2）。這個DC電壓然后就會被轉(zhuǎn)回AC電壓，這一般是通過脈沖寬度調(diào)節(jié)來實現(xiàn)（圖三）。輸出電壓以一個較高的頻率開關(guān)，持續(xù)一段時間，或者脈沖寬帶等方式控制適當(dāng)使其接近于一個正弦波形。

Altivar12系列用英飛凌的FR30R06W1E3的絕緣柵門極晶體管模塊和一個精密設(shè)計的散熱片裝配在其上面。英飛凌的FR30R06W1E3 IGBT模塊使用Al2O3基底，這可以為這個案子提供一個低熱敏電阻，這東西對于系統(tǒng)的可靠性和長期的性能來說是非常關(guān)鍵的。英飛凌的這個模塊同樣有一個負溫度系數(shù)的人民電阻在板上，用于監(jiān)視散熱板的溫度和簡單的個人信息管理模塊（圖4.5.6）。

IGBT裝配的集成三項們驅(qū)動是英飛凌的6ED003L06，這芯片用的薄膜絕緣晶體技術(shù)使六路IGBT橋輸出對像-50V的負瞬間電壓毫無反應(yīng)（圖7）。

電動機驅(qū)動的應(yīng)用要求橋式逆變的和電力與電氣電流感應(yīng)的IGBT門驅(qū)動電隔離。在這個案子里面，絕緣硅基底完全與電路隔離。高電壓預(yù)充電電路通過降低輸入電源電壓的dV/dT來減小來自電源的峰值電流，就此來執(zhí)行一個新的預(yù)充電模式。

在預(yù)充電模式的情形下，你必須切斷配電系統(tǒng)上的有感負荷。在預(yù)充電期間，系統(tǒng)電壓上升很慢并且可以控制，使電流上升絕不會超過允許的最大值。當(dāng)電路電壓接近穩(wěn)定狀態(tài)的時候，預(yù)充電就完成了。預(yù)充電電路存在就是使電路電壓是工作電壓的90%或95%的時候，終止預(yù)充電模式。

預(yù)充電完成之后，預(yù)充電電阻從電源供電電流模式恢復(fù)到正常模式下的低阻抗電源。高壓負荷跟著就會商店。這步會使那些電容器避免超容。當(dāng)你將DC電源應(yīng)用到電容器上，電容立刻做出漏電的反應(yīng)，這樣會導(dǎo)致從電源輸出大浪涌電流（圖8）。

有一個微處理器通過監(jiān)測輸入電壓、轉(zhuǎn)速定點、直流電壓、輸出電壓和電流去控制進程，以這種方式保證變頻器在設(shè)定的參數(shù)下工作。Altivar12的設(shè)計師用32位RISC 的瑞薩R5F71253VD50 SuperH設(shè)備，這個整合了會產(chǎn)生時滯和12位ADC轉(zhuǎn)換控制的三相PWM波形的計時單元（圖9）。

這些變頻器用Modbus串口去連接外圍軟件，Modbus工業(yè)網(wǎng)絡(luò)或者遙控顯示（圖10），瑞薩的這個16位R5F3640微處理器處理顯示功能和翻譯電動和驅(qū)動數(shù)據(jù)使信息能夠顯示。電位計則連接到前板的輕推轉(zhuǎn)盤，這使其像一個本機模式導(dǎo)向的電位計，能夠在順時針或逆時針轉(zhuǎn)動的的情況下選擇和摁下確認。這種對功能設(shè)計節(jié)省空間和花費。歐姆龍的G5RL繼電器在班上提供一個遠距離指示的變頻器數(shù)據(jù)。

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